Các Bài Toán Về Dòng Điện Xoay Chiều Tuyển tập đề cương về dòng điện xoay chiều VẬT LÝ LỚP 12 CÓ ĐÁP ÁN

[Yopovn]

Các Bài Toán Về Dòng Điện Xoay Chiều Tuyển tập đề cương về dòng điện xoay chiều VẬT LÝ LỚP 12 CÓ ĐÁP ÁN

Dưới đây là tài liệu Phương pháp giải các bài toán về dòng điện xoay chiều có lời giải và đáp án. Các Bài Toán Về Dòng Điện Xoay Chiều Tuyển tập đề cương về dòng điện xoay chiều VẬT LÝ LỚP 12 CÓ ĐÁP ÁN. Tài liệu có nhiều dạng toán bao gồm 3 phần: Tóm tắt lý thuyết, các bài tập có lời giải và bài tập trắc nghiệm có đáp án. Tài liệu được viết dưới dạng file word gồm 151 trang. Các bạn xem và download ở dưới.

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU​

I. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1) Định nghĩa

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian (theo hàm cos hay sin của thời gian).

2) Biểu thức: i = I0cos(ωt + φi) A

trong đó:

i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị là (A)

I0 > 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều

ω, φi : là các hằng số.

ω > 0 là tần số góc.

(ωt + φi): pha tại thời điểm t.

φi : Pha ban đầu của dòng điện.

3) Chu kỳ, tần số của dòng điện

Chu kì, tần số của dòng điện:

Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A.

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch khi t = 0,5 (s); t = 0,125 (s).

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

b) Tìm những thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 1 A.

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

c) Tại thời điểm t cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 1 A và đang giảm. Hỏi sau đó 1/200 (s) thì cường độ dòng điện có giá trị là bao nhiêu?

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

Ví dụ 2: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos(100πt + π/6) A.

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch khi t = 0,5 (s); t = 0,125 (s).

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

b) Tìm những thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2 A.

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

c) Tại thời điểm t cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2 A và đang tăng. Tìm cường độ dòng điện sau đó

* Dt = s * Dt = s * Dt = s * Dt =

II. ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Cho khung dây dẫn có diện tích S gồm có N vòng dây quay đều với vận tốc góc ω xung quanh trục đối xứng x’x trong từ trường đều có xx '. Tại t = 0 giả sử

Sau khoảng thời t, n quay được một góc ωt. Từ thông gởi qua khung là F = NBScos(ωt) Wb.

Đặt Φo = NBS Þ Φ = Φocos(ωt), Φo được gọi là từ thông cực đại. Theo hiện tượng cảm ứng điện từ trong khung hình thành suất điện động cảm ứng có biểu thức e = – Φ’ = ωNBSsin(ωt).

Đặt E0 = ωNBS = ωΦ0 Þ e = E0sin(ωt) = E0cos(ωt - )

Vậy suất điện động trong khung dây biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω và chậm pha hơn từ thông góc π/2. Nếu mạch ngoài kín thì trong mạch sẽ có dòng điện, điện áp gây ra ở mạch ngoài cũng biến thiên điều hòa: u = U0cos(ωt + φu) V.

Đơn vị : S (m2), Φ (Wb) – Webe, B (T) – Testla, N (vòng), ω (rad/s), e (V)…

Chú ý: 1 vòng/phút = = ( rad/s ); 1 cm2 = 10- 4 m2

Ví dụ 1: Một khung dây dẫn có diện tích S = 50 cm2 gồm 150 vòng dây quay đều với vận tốc 3000 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc trục quay của khung và có độ lớn B = 0,002 T. Tính

a) từ thông cực đại gửi qua khung.

b) suất điện động cực đại.

Hướng dẫn giải​

Tóm tắt đề bài:

S = 50 cm2 = 50.10–4 m2

N = 150 vòng

B = 0,002 T

ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s)

a) Từ thông qua khung là Φ = NBScos(ωt) à

từ thông cực đại là Φ0 = NBS = 150.0, 002.50.10-4 = 1, 5.10-3 Wb.

b) Suất điện động qua khung là e = Φ' = ωNBSsin(ωt) à E0 = ωNBS = ωΦ0 = 100π.1,5.10-3 = 0,47 V.

Vậy suất điện động cực đại qua khung là E0 = 0,47 V.

Ví dụ 2: Một khung dây dẹt hình chữ nhật gồm 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 53,5 cm2, quay đều với tốc độ góc là 3000 vòng/phút quanh trục xx’ trong một từ trường đều có B = 0,02 T và đường cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx’. Tính suất điện động cực đại của suất điện động xuất hiện trong khung.

Hướng dẫn giải:​

Tóm tắt đề bài:

S = 53,5 cm2 = 53,5.10–4 m2

N = 500 vòng, B = 0,02 (T).

ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s).

Suất điện động cực đại là E0 = ωNBS = 100π.500.0,02.53,5.10–4 = 16,8 V.

Ví dụ 3: Một khung dây hình chữ nhật, kích thước (40 cm x 60 cm), gồm 200 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 (T). Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 120 vòng/phút.

a) Tính tần số của suất điện động.

b) Chọn thời điểm t = 0 là lúc mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung dây.

c) Suất điện động tại t = 5 (s) kể từ thời điểm ban đầu có giá trị nào ?